Оцінка та порівняння чотирьох кількісних серологічних аналізів SARS-CoV-2 у пацієнтів з COVID-19 та імунізованих здорових осіб, хворих на рак і пацієнтів, які отримують імуносупресивну терапію
Nov 23, 2023
АНОТАЦІЯ
Фон: Напівкількісний та кількісний імунологічний аналіз є найбільш часто використовуваною методологією для оцінки імунітету після імунізації.
Цілі: Порівняти чотири кількісні серологічні аналізи SARS-CoV-2 у пацієнтів з COVID-19 та імунізованих здорових осіб, хворих на рак і пацієнтів, які отримували імуносупресивну терапію.
Вивчати дизайн: 210 серологічний зразок від COVID-19 інфекційних та вакцинованих когорт було використано для створення сховища серологічних зразків. Серологічні методи чотирьох виробників, а саме Euroimmun, Roche, Abbott і DiaSorin, були оцінені для кількісного, напівкількісного та якісного визначення антитіл. Усі чотири методи вимірюють антитіла IgG проти домену зв’язування спайкового рецептора SARS-CoV-2 і повідомляють результати в одиницях зв’язування антитіл/мл (BAU/мл). Загальна допустима помилка (TEa) ±25% була обрана як критерій для визначення того, чи є два методи клінічно еквівалентними кількісно. Напівкількісні результати (титри) були отримані за допомогою чисельної концентрації антитіл, поділеної на порогове значення для кожного методу. Результати: усі парні кількісні порівняння продемонстрували неприйнятну продуктивність. З ±25% як TEa найкраща згода була 74 (35,2% з 210 зразків) між Euroimmun і DiaSorin, тоді як найнижча збіг була 11 (5,2% з 210 зразків) між Euroimmun і Roche. Титри антитіл серед усіх чотирьох методів значно відрізнялися (p <0,001). Найбільша різниця в титрах з того самого зразка між Roche та DiaSorin із 1392-кратною різницею. Під час якісного порівняння жодне з парних порівнянь не показало прийнятного порівняння (p <0,001).
Висновки: Погана кореляція існує між чотирма оціненими аналізами, кількісно, напівкількісно та якісно. Для досягнення порівнянних вимірювань необхідна подальша гармонізація аналізів.
cistanche tubulosa - покращує імунну систему
1. Фон
Минуло більше двох років після глобальної пандемії SARS-CoV-2, і було введено понад дванадцять мільярдів доз вакцин, і понад 600 мільйонів людей були інфіковані COVID-19 у всьому світі [1] . Міністерство охорони здоров’я Канади (HC) і Управління з контролю за продуктами й ліками США (FDA) схвалили численні вакцини для дозволу на екстрене використання (EUA), такі як Moderna SpikeVax (mRNA-1273) і Pfizer-BioNTech Comirnaty (BNT162b2) [2, 3]. Коронавіруси мають чотири структурні білки: спайковий білок (S), нуклеокапсид (N), оболонковий білок (E) і мембранний білок (M) [4]. Білок S, який виступає з оболонки вірусу, є імунодомінантним і складається з двох субодиниць: білка S1, який містить домен зв’язування рецепторів (RBD), і білка S2, який опосередковує злиття клітинної мембрани [5]. Доступно кілька платформ серологічного тестування проти різних антигенів SARS-CoV-2, таких як спайковий білок (S) і нуклеокапсидний білок (N).
Цистанче корисний для чоловіків - зміцнює імунну систему
Натисніть тут, щоб переглянути продукти Cistanche Enhance Imunity
【Запитуйте більше】 Електронна пошта:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Імунотести, наприклад, імуноферментний аналіз (ІФА), є найбільш часто використовуваною методикою для оцінки імунітету після імунізації [6]. Для більшості інших вакцин універсальне граничне значення, засноване на напівкількісному або кількісному імуноаналізі, часто вибирається для представлення захисту та імунітету [6]. Як продемонструвала вакцина проти краснухи, граничне значення має постійно контролюватися та коригуватися за допомогою великих епідеміологічних досліджень [7] і може відрізнятися в різних країнах [8]. Тому дуже важливо, щоб результати на різних аналітичних платформах були порівнюваними та могли належним чином визначити імунітет як після імунізації, так і після інфекції. Національний комітет клінічних лабораторій (NCCLS) періодично публікує рекомендації для клінічних лабораторій щодо належного звітування про результати тестування щодо імунітету після досягнення високого рівня узгодженості між різними аналітичними платформами [7,9]. Відомо, що у здорових людей гуморальні відповіді можуть значно посилюватися за допомогою додаткових бустерних доз вакцинації проти SARS-CoV-2 [10]. Крім того, гуморальна відповідь є поганою після імунізації в осіб з ослабленим імунітетом [11]. У результаті серологічні методи, схвалені для клінічного використання, повинні забезпечувати точні результати з широким динамічним діапазоном антитіл від низького до високого рівня.
Таблиця 1. Характеристики досліджуваної популяції.
2. Цілі
Для порівняння чотирьох кількісних серологічних аналізів SARS-CoV-2 у пацієнтів з COVID-19 та імунізованих здорових осіб, хворих на рак і пацієнтів, які отримували імуносупресивну терапію, використовуючи зразки, зібрані від першої до четвертої доз вакцинації. Ми оцінили чотири серологічні аналізи, позначені для клінічного використання, у розширеному динамічному (вимірному) діапазоні.
3. Дизайн дослідження
3.1. Набір, вибірка та збір даних
Було отримано схвалення інституційного комітету з етики та згоду учасників. З травня 2021 року по липень 2022 року ми зараховували здорових людей, онкохворих і пацієнтів з імуносупресивною терапією після однієї-чотирьох доз вакцинації проти COVID-19 у Кінгстоні, Онтаріо, Канада. Також було отримано зразки сироватки госпіталізованих пацієнтів із COVID-19, які були госпіталізовані в Kingston Health Sciences Center у період з лютого 2021 року по квітень 2022 року. Загалом було взято 210 зразків, у тому числі 82 COVID-19-позитивні зразки та 128 зразків від імунізованих осіб. До останнього входять 42 зразки від здорових осіб, 44 – від онкологічних хворих і 42 – від пацієнтів, які отримували імуносупресивну терапію (23 – від пацієнтів із трансплантацією нирки та 19 – від пацієнтів, які отримували іншу імуносупресивну терапію). Імуносупресивна терапія для пацієнтів із трансплантацією нирки складалася з потрійної терапії інгібітором кальциневрину (такролімус або циклоспорин), антипроліферативним засобом (мікофенолат, азатіоприн, сиролімус або еверолімус) і кортикостероїдами. Імунізовані учасники отримали BNT162b2, AZD1222, мРНК-1273 або суміш вакцин від кількох виробників. Серед 128 зразків крові від імунізованих учасників 35, 70, 22 і 1 були отримані після першої, другої, третьої та четвертої доз імунізації відповідно. Жоден учасник не отримав двовалентну вакцину. У госпіталізованих пацієнтів із COVID-19 їхню інфекцію було підтверджено за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР)/аналізу генних мутацій, проведеного в Кінгстонському центрі наук про здоров’я за стандартним протоколом. І позитивні, і негативні результати ПЛР були повідомлені в базу даних Public Health Ontario.
цистанхе рослина, що підвищує імунну систему
3.2. Кількісне, напівкількісне та якісне вимірювання антитіл
Було оцінено чотири серологічні методи, включаючи Euroimmun Anti-SARS-CoV-2 QuantiVac ELISA (IgG) (номер продукту: EI 2606- 9601-10 G), Abbott Architect AdviseDx SARS-CoV-2 IgG II ( номер продукту: 6S60), Roche Elecsys Anti-SARS-CoV-2 S (номер продукту: 09289267190) і DiaSorin LIAISON SARS-CoV-2 TrimericS IgG (номер продукту: 311510). У трьох академічних клінічних лабораторіях технологами медичної лабораторії проведено дослідження 210 зразків. Тестування проводилося на приладах кожного виробника серологічних тестів, а саме: EUROIMMUN Analyzer 1, Abbott ARCHITECT, Roche Cobas e602 і DiaSorin LIAISON. Усі результати були представлені в одиницях зв’язування антитіл/мл (BAU/мл). Усі чотири методи вимірюють антитіла IgG проти спайкового рецептор-зв’язуючого домену SARS-CoV-2 (S1). Напівкількісний титр антитіл IgG проти домену зв’язування спайкового рецептора SARS-CoV-2 (S1) був отриманий за допомогою кількісного вимірювання антитіл. Титр визначали шляхом ділення кількісних рівнів антитіл на відповідні граничні значення від кожного виробника. Титри антитіл були округлені до цілого числа, і ті, що перевищували 1, були включені до порівняння. Кількісні рівні антитіл до домену SARS-CoV-2 S1 порівнювали з відповідним позитивним пороговим значенням, щоб визначити результат якісного тесту, позитивний або негативний. Тестування EUROIMMUN має граничний діапазон (більше або дорівнює 25,6 до<35.2 BAU/mL); antibody results within the borderline range were excluded from the quantitative comparison.
3.3. Представлення даних і статистичний аналіз
Представлення даних і порівняння кількісних методів проводили за допомогою EP Evaluator 12 (Data Innovations LLC, США). Базуючись на загальних нормативних вимогах до імунологічних аналізів, загальна допустима помилка (TEa) ±25% була обрана як критерій для визначення того, чи є два методи клінічно еквівалентними. Аналіз напівкількісних та кількісних порівнянь проводили за допомогою SPSS Statistics (IBM SPSS Statistics, США). Було визначено, що всі групи не розподілені нормально (стор< 0.001, Shapiro-Wilk normality test). The results were reported as medians and interquartile range (IQR). Friedman's and Pearson's Chi-Square tests were used to determine statistical significance between groups.
Таблиця 2. Основні характеристики чотирьох оцінених імуноаналізів.
Рис. 1. Попарні порівняння кількісних серологічних досліджень.
4. Результати
4.1. Характеристика досліджуваної когорти
Демографічні показники та кількісні рівні антитіл учасників дослідження підсумовані в таблиці 1. Дані для когорти вакцини далі розділені на здорових осіб, хворих на рак і пацієнтів, які отримували імуносупресивну терапію (IST). Показано динамічний діапазон кількісних рівнів антитіл IgG проти SARS-CoV-2.
Рис. 2. Попарне порівняння узгодженості напівкількісного серологічного тестування.
4.2. Характеристика серологічних методів дослідження
Основні характеристики чотирьох серологічних методів тестування на IgG проти білка SARS-CoV-2 S1 підсумовано в таблиці 2. Усі чотири методи схвалені для використання HC для клінічного використання та FDA для EUA. Три виробники встановлюють єдине граничне значення, яке представляє сероконверсію, тоді як Euroimmun надає граничний діапазон (більше або дорівнює 25,6 до<35.2 BAU/mL).
4.3. Порівняння кількісного вимірювання антитіл
На рис. 1 показано порівняння чотирьох серологічних методів серед 210 зразків, які включали як імунізовані, так і COVID-19-позитивні зразки. Усі парні порівняння продемонстрували неприйнятну згоду, використовуючи TEa ±25% як критерій. Найкраща згода була 74 (35,2% із 210 зразків) між Euroimmun та DiaSorin, тоді як найнижча згода була 11 (5,2% із 210 зразків) між Euroimmun та Roche. На рис. 1 також показано модель лінійної регресії (регресійна статистика Демінга) для кожного порівняння з нахилом від 1,3 до 7,6. Подальший аналіз на основі імунізованих і COVID-19-позитивних зразків окремо продемонстрував подібні результати, які надані в додаткових даних.
cistanche tubulosa - покращує імунну систему
4.4. Порівняння напівкількісного вимірювання антитіл
На рис. 2 представлено порівняння титрів антитіл для чотирьох серологічних методів попарно з використанням 210 зразка. Титр антитіл кожного зразка розраховували шляхом поділення числової концентрації антитіл на порогове значення для кожного методу. Титри антитіл серед усіх чотирьох методів значно відрізнялися (р <0,001, критерій Фрідмана). Найбільша різниця в титрах для того самого зразка була між Roche та DiaSorin із 1392--кратною різницею. Подальший аналіз на основі імунізованих і COVID-19-позитивних зразків окремо продемонстрував подібні результати, які надані в додаткових даних.
4.5. Порівняння якісного вимірювання антитіл
Якісне порівняння чотирьох серологічних методів тестування наведено в таблиці 3. Зі 173 зразків, у яких була повна відповідність усіх чотирьох серологічних методів, 148 результатів були позитивними, а 25 – негативними. Був 31 зразок, у якому була розбіжність між принаймні одним із чотирьох методів тестування. Ці зразки неузгодженості були далі класифіковані на основі того, який тест дав чіткий результат. Жодне з парних порівнянь, заснованих на якісних результатах, не показало узгодженості (p < 0.001, критерій Хі-квадрат Пірсона).
Таблиця 3 Угода щодо якісного серологічного тестування антитіл.
5. Обговорення
На основі знань з інших програм вакцинації існує кілька сурогатних маркерів для визначення імунітету. До них відносяться визначення рівня антитіл за допомогою імунологічного аналізу, вірусної та бактеріальної нейтралізації, інтерферону, гемаглютинації [6]. Моніторинг клітинно-опосередкованої імунної відповіді на вірусний антиген в лабораторії є трудомісткою процедурою. Він виконується лише в спеціалізованих лабораторіях, наприклад, у лабораторіях із передовими проточними цитометрами, і не використовується в рутинних випадках для клінічних цілей. Навпаки, виявлення циркулюючих антитіл можна виконати відносно легко за допомогою високопродуктивних серологічних аналізів. Таким чином, напівкількісний (вимірювання титру антитіл) і кількісний (вимірювання концентрації антитіл) імуноаналіз є найбільш часто використовуваною методикою для оцінки імунітету після імунізації [6].
Серологічні дослідження є важливими для оцінки ефективності вакцинації проти SARS CoV-2 [12,13]. З початком пандемії COVID-19 і особливо після того, як вакцинація проти SARS-CoV-2 стала доступною в усьому світі, було опубліковано велику кількість дослідницької літератури для оцінки гуморальних імунних відповідей за допомогою різних імуноаналізів [12,13]. Результати різних аналітичних методів повинні бути порівнюваними, щоб правильно зрозуміти висновки з різних публікацій. Крім того, для достовірної оцінки ефективності імунізації SARS-CoV-2 для клінічних цілей важливо розробити надійні імунологічні аналізи та провести масштабне порівняння та стандартизацію методів. Після того, як буде потрібний високий рівень узгодженості між різними методами, можна вибрати граничне значення на основі напівкількісних або кількісних аналізів на SARS-CoV-2 для представлення захисту та імунітету.
Наше дослідження продемонструвало погану узгодженість між чотирма серологічними методами, схваленими для клінічного використання Міністерством охорони здоров’я Канади та FDA, виробництва Euroimmun, Abbott, Roche і DiaSorin. Оскільки TEa ще не відомий для серологічних відповідей SARS-CoV-2, ми довільно вибрали ±25%, який зазвичай використовується для інших імунологічних аналізів. Використовуючи цей критерій, у всіх порівняннях між будь-якими двома методами спостерігалося погане узгодження. Незважаючи на те, що порівняння між Euroimmun і DiaSorin перевершує будь-які інші порівняння, лише 35,2% із 210 зразків було визнано прийнятними. Напівкількісно, після перетворення кількісних результатів у титри шляхом ділення кількісних рівнів антитіл на відповідні порогові значення від кожного виробника, титри будь-яких двох методів значно відрізнялися (p <{14}}.001). Найбільша різниця в титрах була між Roche та DiaSorin із 1392-кратною різницею. Очевидно, що наявні серологічні методи суттєво відрізняються як кількісно, так і напівкількісно і не можуть забезпечити ефективність, необхідну для звичайного клінічного використання. Крім того, коли ми застосували граничні значення сероконверсії в результатах і визначили позитивні показники за всіма чотирма методами в 210 зразках, спостерігалися значні статистичні відмінності (p < 0,001) у будь-яких двох порівнюваних методах.
cistanche tubulosa - покращує імунну систему
У листопаді 2020 року Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) створила міжнародний стандарт і еталонний матеріал для імуноглобуліну проти SARSCoV-2 (код NIBSC 20/136) [14]. Метою цього довідкового матеріалу є гармонізація оцінки гуморальної імунної відповіді після природного зараження або вакцинації. Усі четверті методи, що оцінюються, можна простежити до цього еталонного матеріалу, і їхні результати можуть бути представлені в BAU/мл, одиниці, рекомендованій ВООЗ. Euroimmun у своїй інструкції надав кореляцію з цим довідковим матеріалом із R2=0.99. Незрозуміло, чому в нашому дослідженні спостерігалася погана згода. У липні 2022 року ВООЗ надала другий міжнародний стандарт імуноглобуліну проти SARS-CoV-2 і контрольну панель для антитіл до варіантів SARS-CoV-2, що викликають занепокоєння [15]. Ймовірно, застосування цього нового довідкового матеріалу може покращити узгодженість вимірювань антитіл, особливо для COVID-19-позитивних зразків. На закінчення ми виявили погану кореляцію між усіма оціненими аналізами, кількісно, напівкількісно та якісно. Для досягнення порівнянних вимірювань необхідна подальша гармонізація аналізів.
Список літератури
[1] Статистика та дослідження щеплень проти коронавірусу (COVID-19). https:// ourworldindata.org/covid-vaccinations, (дата звернення 03 серпня 2022 р.).
[2] Міністерство охорони здоров’я Канади, схвалені вакцини проти COVID-19 (дата доступу: 3 серпня 2022 р.). https://www.canada.ca/en/health-canada/services/drugs-health-products/ covid19-industry/drugs-vaccines-treatments/vaccines.html.
[3] Управління з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США, «COVID-19 Vaccines» (переглянуто 3 серпня 2022 р.). https://www.fda.gov/emergency-preparedness-and-response/ coronavirus-disease-2019-covid-19/covid-19-вакцини.
[4] Дж. Кюї, Ф. Лі, З.-Л. Shi, Походження та еволюція патогенних коронавірусів, Nat. Rev. Microbiol. 17 (3) (2019) 181–192.
[5] Г. Бішт, А. Робертс, Л. Фогель, А. Букрєєв, П. Л. Коллінз, Б. Р. Мерфі, К. Суббарао, Б. Мосс, Спайковий білок коронавірусу важкого гострого респіраторного синдрому, експресований ослабленим вірусом осповакцини, захисно імунізує мишей, Proc . Natl. акад. Sci. США 101 (17) (2004) 6641–6646.
[6] Плоткін С. А. Кореляти захисту, індукованого вакцинацією, Клін. Вакцина Імунол. 17 (7) (2010) 1055–1065.
[7] Національний комітет вчених клінічних лабораторій (NCCLS). Виявлення та кількісне визначення антитіл IgG проти краснухи в клінічній лабораторії; Затверджена інструкція. 1997 Вейн, Пенсільванія.
[8] З. Гао, Дж. Г. Вуд, М. А. Берджесс, Р. І. Мензіс, П. Б. Макінтайр, К. Р. Макінтайр, Моделі стратегій боротьби з краснухою та синдромом вродженої краснухи – 40-річний досвід з Австралії, вакцина 31 (4) (2013) 691–697.
[9] Національний комітет вчених клінічних лабораторій (NCCLS). Критерії оцінки та ефективності багатокомпонентних тест-продуктів, призначених для виявлення та кількісного визначення антитіл IgG проти краснухи, I/LA6-T, Попередні рекомендації. 1985 Вейн, Пенсільванія.
[10] K. Macrae, CY Gong, P. Sheth, J. Martinez-Cajas, Y. Gong, Quantitative analysis of SARS-CoV-2 серологічні відповіді після трьох доз імунізації та до прориву COVID{{4 }} інфекції, Вакцини 10 (10) (2022) pp, https://doi.org/ 10.3390/vaccines10101590.
[11] A. Robinson, A. Mazurek, M. Xu, Y. Gong, Кількісний аналіз статусу антитіл до SARS-CoV-2 між пацієнтами з раком і здоровими особами з подовженими інтервалами доз вакцинації в Канаді, Curr. Онкол. 29 (1) (2022) 68–76, https://doi.org/10.3390/curroncol29010006.
[12] PM Folegatti та ін. Безпека та імуногенність вакцини ChAdOx1 nCoV-19 проти SARS-CoV-2: попередній звіт фази 1/2, односліпе, рандомізоване контрольоване дослідження , Lancet 396 (10249) (2020) 467–478.
[13] LA Jackson, EJ Anderson, NG Rouphael, PC Roberts, M. Makhene, RN Coler, MP McCullough, JD Chappell, MR Denison, LJ Stevens, AJ Pruijssers, A. McDermott, B. Flach, NA Doria-Rose, К. С. Корбетт, К. М. Морабіто, С. О'Делл, С. Д. Шмідт, П. А. Свонсон, М. Паділья, Дж. Р. Маскола, К. М. Нейзіл, Х. Беннетт, В. Сан, Е. Пітерс, М. Маковскі, Дж. Альберт, К. Кросс, В. Б’юкенен, Р. Пікаарт Таутгес, Дж. Е. Леджервуд, Б. С. Грем, Дж. Х. Бейгель, попередній звіт про вакцину мРНК проти SARS-CoV-2 -, N. Engl. J. Med. 383 (20) (2020) 1920–1931.
[14] Маттіуццо. та ін. Створення Міжнародної стандартної та еталонної групи ВООЗ для антитіл проти SARS-CoV-2. 2020. (https://www.who.int/publications/m/ item/WHO-BS-2020). 2403).
[15] WHO/BS/2022.2427: Створення 2-го Міжнародного стандарту ВООЗ для імуноглобуліну проти SARS-CoV-2 і еталонної групи для антитіл до варіантів SARS CoV-2, що викликають занепокоєння. https://www.who.int/publications/m/item/who-bs- 2022.2427 (переглянуто 30 листопада 2022 р.).